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延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承壽命
2012-01-19
作者：(美)David Boyer
除非采用正確的使用、保管、安裝的方法以及隨后的維護(hù)方法，否則軸承不能長(zhǎng)期工作。這些因素都能縮短——有時(shí)是急劇地——預(yù)期的軸承使用壽命。軸承故障通常與潤(rùn)滑或裝配不當(dāng)及誘發(fā)因素有關(guān)。大多數(shù)主要軸承廠提供檢查鑒定的技術(shù)幫助和有關(guān)軸承使用時(shí)損壞情況的報(bào)告。
各種故障類型的百分率依起因而不同，但一般是70%由于潤(rùn)滑與裝配，20%由于誘發(fā)因素，10%由于軸承已達(dá)到疲勞極限或設(shè)計(jì)壽命。
與潤(rùn)滑有關(guān)的軸承故障通常認(rèn)為是由以下一種或幾種原因引起的：
(1)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而沒有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑周期，造成性能下降。
(2)潤(rùn)滑劑用量不足。
(3)落入異物使?jié)櫥瑒┪廴尽?br /> (4)所使用的潤(rùn)滑劑種類不符合要求。
(5)超過潤(rùn)滑劑正常的工作溫度范圍。
(6)潤(rùn)滑方式不正確——油脂潤(rùn)滑、靜態(tài)潤(rùn)滑(如油繩潤(rùn)滑等——譯者注)、循環(huán)供油或油霧潤(rùn)滑。
由裝配引起的軸承故障通常有以下一種或幾種情況：
(1)傳動(dòng)軸軸承位直徑或軸承座孔徑尺寸不恰當(dāng)。
(2)傳動(dòng)軸彎曲或扭曲。
(3)帶輪/聯(lián)軸器不對(duì)中。
(4)軸承與軸的緊度不當(dāng)。
(5)軸承安裝誤差超出容許值。
(6)支承結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
(7)裝配方法不當(dāng)——亂敲亂打、工作馬虎大意，等等。
軸承故障有20%是由系統(tǒng)或外部因素引起的，其原因包括：
(1)外部施加的熱量超過軸承溫度極限值。
(2)焊接時(shí)接地不當(dāng)，使電流通過軸承。
(3)其它機(jī)器零部件的故障引起軸承的故障。
(4)負(fù)載/速度狀況的改變超出軸承的承受能力。
(5)過大的振動(dòng)。
(6)暴露在腐蝕性環(huán)境或污染環(huán)境中。
(7)保管不當(dāng)。
(8)設(shè)備運(yùn)輸過程中受損。
(9)軸承選擇不符合使用條件。
(10)軸承本身有缺陷。
為了使軸承達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，必須進(jìn)行正確的裝配，適當(dāng)?shù)娜粘＞S護(hù)，以及避免任何外部的有害因素影響。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，軸承因“自然”因素而損壞，通常是軸承套圈滾道的交變應(yīng)力引起材料疲勞。10%的軸承疲勞損壞率是正常的和可預(yù)料的。
使所有軸承都達(dá)到甚至超出其預(yù)期設(shè)計(jì)壽命，這是任何維修部門的Z大目標(biāo)。可惜現(xiàn)在工業(yè)界實(shí)際上還達(dá)不到這個(gè)水平。任何維修工作的實(shí)際目標(biāo)應(yīng)該是通過正確的維護(hù)方法以減少90%故障率。
許多軸承早在投入使用之前就已損壞，使用錯(cuò)誤、運(yùn)輸方法不正確、保管不妥和裝配不當(dāng)都是軸承和設(shè)備過早損壞的原因。
1.運(yùn)輸
運(yùn)輸不當(dāng)是個(gè)普遍存在的問題，軸承摔在地上造成壓坑，積聚污染物，或裝配過程中受到?jīng)_擊負(fù)載。所有這些情況都會(huì)引起軸承過早損壞。設(shè)備在裝運(yùn)或裝配過程中會(huì)掉在地上，運(yùn)輸過程中沒有適當(dāng)固定或暴露于風(fēng)雨環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致軸承損壞。必須記住軸承是精密元件，運(yùn)輸時(shí)需要特別小心。
2.保管
延長(zhǎng)軸承使用壽命應(yīng)該從保管時(shí)采用正確的措施開始。全部軸承或帶有軸承的設(shè)備在使用前并非都是貯存在干凈、干燥環(huán)境的室內(nèi)，保管可能是一個(gè)關(guān)鍵因素，特別對(duì)于超期未投入使用的軸承或設(shè)備更是如此。
閑置的軸承可能會(huì)因暴露在惡劣天氣或高濕度的環(huán)境中而損壞，由于水的直接進(jìn)入或霧化，使軸承里面會(huì)聚積濕氣。長(zhǎng)期的聚積濕氣能造成滾動(dòng)體與套圈滾道接觸處的表面腐蝕或集中腐蝕。
在套圈滾道上，聚積在滾動(dòng)體周圍的濕氣使?jié)L動(dòng)體形成了許多腐蝕“小坑”。結(jié)果是，一旦設(shè)備投入使用時(shí)，腐蝕“小坑”會(huì)引起噪聲和過早損壞。
大多數(shù)軸承和設(shè)備制造廠家都有防止軸承腐蝕損壞的短期和長(zhǎng)期的保管建議。這些措施包括經(jīng)常上油、隔一段時(shí)間添加新潤(rùn)滑油并排出雜質(zhì)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸使其獲得新的潤(rùn)滑油并改變滾動(dòng)體的位置。
軸承元件在延長(zhǎng)閑置期間應(yīng)保持充分潤(rùn)滑。如果軸承元件保持充分潤(rùn)滑，在使用前必須清除多余的潤(rùn)滑油。這種做法特別適用于高速場(chǎng)合的軸承。
在在用設(shè)備附近存放閑置設(shè)備，會(huì)因振動(dòng)引起軸承損壞。超過一定期限，周圍機(jī)器的振動(dòng)會(huì)使?jié)L動(dòng)體在承受套圈滾道的負(fù)載處產(chǎn)生壓痕。滾動(dòng)體/套圈滾道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使?jié)L道磨出了凹痕。當(dāng)軸承投入使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)噪聲。
與設(shè)備或軸承制造廠家聯(lián)系采取正確的保管方法，確保設(shè)備或軸承在短期或者長(zhǎng)期貯存或閑置后能有良好的性能。
3.裝配
軸承過早損壞的主要原因之一是裝配和安裝不當(dāng)。這個(gè)問題一般發(fā)生在把軸承固定到軸上并安裝到設(shè)備上的過程中。
要使軸承的裝配和安裝正確，就需閱讀、弄懂和遵守軸承和設(shè)備制造廠的使用說明書中列舉的指南。軸承的裝配和安裝由若干基本步驟組成：
(1)在準(zhǔn)備安裝前保持軸承的包裝。
(2)提供干凈工作場(chǎng)地。
(3)使用合適的工具。
(4)校核傳動(dòng)軸的軸承位和軸承座孔直徑尺寸。
(5)根據(jù)說明書把軸承安裝到傳動(dòng)軸的軸承位上。
(6)正確地把軸承/軸組件裝到設(shè)備上并定位。
(7)檢查軸承/軸的同軸度情況。
(8)根據(jù)說明書把軸承固定在設(shè)備上。
(9)檢查旋轉(zhuǎn)的靈活性。
(10)根據(jù)說明書進(jìn)行潤(rùn)滑。
(11)如有可能，將機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，然后停車檢查。
(12)再檢查軸承安裝的緊固度、同軸度和定位情況。
4.維護(hù)
良好的軸承運(yùn)轉(zhuǎn)性能需要根據(jù)所推薦的潤(rùn)滑計(jì)劃表進(jìn)行潤(rùn)滑，并采用正確的包括監(jiān)測(cè)的維護(hù)措施。大多數(shù)主要軸承制造廠家和銷售者都提供正確選擇軸承方法、Z佳密封方案和潤(rùn)滑方式。Z后，設(shè)備制造廠家、安裝者和維護(hù)人員都應(yīng)通過正確的管理和維護(hù)，負(fù)責(zé)保證軸承有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
有些正確的維護(hù)方法有助于軸承獲得良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和延長(zhǎng)使用壽命，而某些方法看起來似乎并不重要和顯而易見，但它們確對(duì)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)性能起有益作用。
(1)在安裝過程中和安裝后避免軸承誤用。
(2)避免在有熱源、潮濕或污染的惡劣環(huán)境中使用。
(3)根據(jù)使用說明書裝配軸承。
(4)在機(jī)器起動(dòng)前檢查軸承的緊固度、同軸度、旋轉(zhuǎn)靈活性和定位情況。
(5)在使用中，定期再檢查軸承的緊固度、同軸度和定位情況。
(6)起動(dòng)時(shí)保證提供合適的潤(rùn)滑。
(7)按推薦的時(shí)間間隔使用適用的油品及合理的用量進(jìn)行潤(rùn)滑。
(8)如有可能，監(jiān)測(cè)軸承狀況——溫度和振動(dòng)水平。
(9)更換損壞的或有問題的軸承以避免發(fā)生災(zāi)難性的故障。
(10)只能用與原來的尺寸、種類和精度相同的新軸承進(jìn)行替換。
(11)分析更換下來的軸承以確定可能的故障模式。
(12)不要任意變換使用條件(負(fù)載、速度、溫度等)而不進(jìn)行重新測(cè)算。
(13)就軸承選擇和故障分析向制造廠商咨詢尋求幫助。
各種故障類型的百分率依起因而不同，但一般是70%由于潤(rùn)滑與裝配，20%由于誘發(fā)因素，10%由于軸承已達(dá)到疲勞極限或設(shè)計(jì)壽命。
與潤(rùn)滑有關(guān)的軸承故障通常認(rèn)為是由以下一種或幾種原因引起的：
(1)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而沒有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑周期，造成性能下降。
(2)潤(rùn)滑劑用量不足。
(3)落入異物使?jié)櫥瑒┪廴尽?br /> (4)所使用的潤(rùn)滑劑種類不符合要求。
(5)超過潤(rùn)滑劑正常的工作溫度范圍。
(6)潤(rùn)滑方式不正確——油脂潤(rùn)滑、靜態(tài)潤(rùn)滑(如油繩潤(rùn)滑等——譯者注)、循環(huán)供油或油霧潤(rùn)滑。
由裝配引起的軸承故障通常有以下一種或幾種情況：
(1)傳動(dòng)軸軸承位直徑或軸承座孔徑尺寸不恰當(dāng)。
(2)傳動(dòng)軸彎曲或扭曲。
(3)帶輪/聯(lián)軸器不對(duì)中。
(4)軸承與軸的緊度不當(dāng)。
(5)軸承安裝誤差超出容許值。
(6)支承結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
(7)裝配方法不當(dāng)——亂敲亂打、工作馬虎大意，等等。
軸承故障有20%是由系統(tǒng)或外部因素引起的，其原因包括：
(1)外部施加的熱量超過軸承溫度極限值。
(2)焊接時(shí)接地不當(dāng)，使電流通過軸承。
(3)其它機(jī)器零部件的故障引起軸承的故障。
(4)負(fù)載/速度狀況的改變超出軸承的承受能力。
(5)過大的振動(dòng)。
(6)暴露在腐蝕性環(huán)境或污染環(huán)境中。
(7)保管不當(dāng)。
(8)設(shè)備運(yùn)輸過程中受損。
(9)軸承選擇不符合使用條件。
(10)軸承本身有缺陷。
為了使軸承達(dá)到設(shè)計(jì)壽命，必須進(jìn)行正確的裝配，適當(dāng)?shù)娜粘＞S護(hù)，以及避免任何外部的有害因素影響。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，軸承因“自然”因素而損壞，通常是軸承套圈滾道的交變應(yīng)力引起材料疲勞。10%的軸承疲勞損壞率是正常的和可預(yù)料的。
使所有軸承都達(dá)到甚至超出其預(yù)期設(shè)計(jì)壽命，這是任何維修部門的Z大目標(biāo)。可惜現(xiàn)在工業(yè)界實(shí)際上還達(dá)不到這個(gè)水平。任何維修工作的實(shí)際目標(biāo)應(yīng)該是通過正確的維護(hù)方法以減少90%故障率。
許多軸承早在投入使用之前就已損壞，使用錯(cuò)誤、運(yùn)輸方法不正確、保管不妥和裝配不當(dāng)都是軸承和設(shè)備過早損壞的原因。
1.運(yùn)輸
運(yùn)輸不當(dāng)是個(gè)普遍存在的問題，軸承摔在地上造成壓坑，積聚污染物，或裝配過程中受到?jīng)_擊負(fù)載。所有這些情況都會(huì)引起軸承過早損壞。設(shè)備在裝運(yùn)或裝配過程中會(huì)掉在地上，運(yùn)輸過程中沒有適當(dāng)固定或暴露于風(fēng)雨環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致軸承損壞。必須記住軸承是精密元件，運(yùn)輸時(shí)需要特別小心。
2.保管
延長(zhǎng)軸承使用壽命應(yīng)該從保管時(shí)采用正確的措施開始。全部軸承或帶有軸承的設(shè)備在使用前并非都是貯存在干凈、干燥環(huán)境的室內(nèi)，保管可能是一個(gè)關(guān)鍵因素，特別對(duì)于超期未投入使用的軸承或設(shè)備更是如此。
閑置的軸承可能會(huì)因暴露在惡劣天氣或高濕度的環(huán)境中而損壞，由于水的直接進(jìn)入或霧化，使軸承里面會(huì)聚積濕氣。長(zhǎng)期的聚積濕氣能造成滾動(dòng)體與套圈滾道接觸處的表面腐蝕或集中腐蝕。
在套圈滾道上，聚積在滾動(dòng)體周圍的濕氣使?jié)L動(dòng)體形成了許多腐蝕“小坑”。結(jié)果是，一旦設(shè)備投入使用時(shí)，腐蝕“小坑”會(huì)引起噪聲和過早損壞。
大多數(shù)軸承和設(shè)備制造廠家都有防止軸承腐蝕損壞的短期和長(zhǎng)期的保管建議。這些措施包括經(jīng)常上油、隔一段時(shí)間添加新潤(rùn)滑油并排出雜質(zhì)，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)軸使其獲得新的潤(rùn)滑油并改變滾動(dòng)體的位置。
軸承元件在延長(zhǎng)閑置期間應(yīng)保持充分潤(rùn)滑。如果軸承元件保持充分潤(rùn)滑，在使用前必須清除多余的潤(rùn)滑油。這種做法特別適用于高速場(chǎng)合的軸承。
在在用設(shè)備附近存放閑置設(shè)備，會(huì)因振動(dòng)引起軸承損壞。超過一定期限，周圍機(jī)器的振動(dòng)會(huì)使?jié)L動(dòng)體在承受套圈滾道的負(fù)載處產(chǎn)生壓痕。滾動(dòng)體/套圈滾道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使?jié)L道磨出了凹痕。當(dāng)軸承投入使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)噪聲。
與設(shè)備或軸承制造廠家聯(lián)系采取正確的保管方法，確保設(shè)備或軸承在短期或者長(zhǎng)期貯存或閑置后能有良好的性能。
3.裝配
軸承過早損壞的主要原因之一是裝配和安裝不當(dāng)。這個(gè)問題一般發(fā)生在把軸承固定到軸上并安裝到設(shè)備上的過程中。
要使軸承的裝配和安裝正確，就需閱讀、弄懂和遵守軸承和設(shè)備制造廠的使用說明書中列舉的指南。軸承的裝配和安裝由若干基本步驟組成：
(1)在準(zhǔn)備安裝前保持軸承的包裝。
(2)提供干凈工作場(chǎng)地。
(3)使用合適的工具。
(4)校核傳動(dòng)軸的軸承位和軸承座孔直徑尺寸。
(5)根據(jù)說明書把軸承安裝到傳動(dòng)軸的軸承位上。
(6)正確地把軸承/軸組件裝到設(shè)備上并定位。
(7)檢查軸承/軸的同軸度情況。
(8)根據(jù)說明書把軸承固定在設(shè)備上。
(9)檢查旋轉(zhuǎn)的靈活性。
(10)根據(jù)說明書進(jìn)行潤(rùn)滑。
(11)如有可能，將機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，然后停車檢查。
(12)再檢查軸承安裝的緊固度、同軸度和定位情況。
4.維護(hù)
良好的軸承運(yùn)轉(zhuǎn)性能需要根據(jù)所推薦的潤(rùn)滑計(jì)劃表進(jìn)行潤(rùn)滑，并采用正確的包括監(jiān)測(cè)的維護(hù)措施。大多數(shù)主要軸承制造廠家和銷售者都提供正確選擇軸承方法、Z佳密封方案和潤(rùn)滑方式。Z后，設(shè)備制造廠家、安裝者和維護(hù)人員都應(yīng)通過正確的管理和維護(hù)，負(fù)責(zé)保證軸承有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。
有些正確的維護(hù)方法有助于軸承獲得良好的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和延長(zhǎng)使用壽命，而某些方法看起來似乎并不重要和顯而易見，但它們確對(duì)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)性能起有益作用。
(1)在安裝過程中和安裝后避免軸承誤用。
(2)避免在有熱源、潮濕或污染的惡劣環(huán)境中使用。
(3)根據(jù)使用說明書裝配軸承。
(4)在機(jī)器起動(dòng)前檢查軸承的緊固度、同軸度、旋轉(zhuǎn)靈活性和定位情況。
(5)在使用中，定期再檢查軸承的緊固度、同軸度和定位情況。
(6)起動(dòng)時(shí)保證提供合適的潤(rùn)滑。
(7)按推薦的時(shí)間間隔使用適用的油品及合理的用量進(jìn)行潤(rùn)滑。
(8)如有可能，監(jiān)測(cè)軸承狀況——溫度和振動(dòng)水平。
(9)更換損壞的或有問題的軸承以避免發(fā)生災(zāi)難性的故障。
(10)只能用與原來的尺寸、種類和精度相同的新軸承進(jìn)行替換。
(11)分析更換下來的軸承以確定可能的故障模式。
(12)不要任意變換使用條件(負(fù)載、速度、溫度等)而不進(jìn)行重新測(cè)算。
(13)就軸承選擇和故障分析向制造廠商咨詢尋求幫助。
趙華民，王麒 譯自(美)《Plant Engineering》1997.8
來源：《設(shè)備管理與維修》
來源：《設(shè)備管理與維修》
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